Thème 1 1ère ES et L Représentation visuelle
Une lésion accidentelle de certaines régions du cerveau ou des nerfs qui relient les yeux au cerveau entraîne une cécité alors même que les yeux sont restés intacts. Les
photorécepteurs stimulés génèrent des messages nerveux visuels transmis jusqu’à certaines régions cérébrales qui les intègrent et forment l’image correspondante.
A partir des documents proposés et vos connaissances, reconstituez l’organisation des voies visuelles depuis la rétine jusqu’au cerveau, identifiez les zones du
cerveau impliqué dans la sensation puis la perception visuelle. Vous montrerez que ces aires visuelles sont en réseau avec d’autres aires du cerveau lors
d’activité nécessitant une mémoire visuelle et expliquerez le terme de plasticité cérébrale.
Document 1 : IRM ou Imagerie par Résonance Magnétique
L’IRM est une technique non invasive d’imagerie médicale d’apparition relativement récente (début des années 1970) permettant d’obtenir des vues 2D ou 3D du corps
vivant. L’IRM repose sur la résonance magnétique nucléaire (RMN).
Son principe est le suivant :
En appliquant sur une partie du corps un fort champ magnétique associé à une combinaison d’ondes électromagnétiques à haute fréquence (appelées ondes radio) et en
mesurant le signal réémis par certains atomes (en particulier l’hydrogène), il est possible de déterminer la composition chimique et donc la nature des tissus biologiques en
chaque point du volume auquel le champ magnétique a été appliqué.
À partir des années 1990 a été mise au point la technique d’IRM fonctionnelle (IRMf) qui permet de mesurer l’activité des différentes zones du cerveau.
La technique consiste à enregistrer des variations minimes et locales des propriétés (débit sanguin, oxygénation) du flux sanguin cérébral lorsque des zones du cerveau sont
stimulées.
La localisation des zones cérébrales activées est basée sur l’effet BOLD (Blood Oxygen Level Dependant), lié à l’aimantation de l’hémoglobine contenue dans le sang.
« L’exploitation de ces données est inséparable de la compréhension des protocoles expérimentaux qui ont présidé à leur construction. Le protocole le plus simple consiste à
acquérir une série d’images en condition ON (tâche sensorielle ou motrice par exemple) et une série en condition OFF (sans stimulation ou sans mouvement). A partir des images
moyennes obtenues dans chaque condition, on construit alors une image de différence (pour chaque voxel (=pixel en 3D) un test de différence statistique représentatif est réalisé
entre les conditions ON et OFF), cette image est appelée calque fonctionnel. Le calque fonctionnel est ensuite superposé à l’image anatomique correspondante pour une
interprétation des régions cérébrales statistiquement actives ».
Activité 3 : Voies et aires visuelles, perception et plasticité cérébrales
Notions à construire
Les messages nerveux visuel emprunte des voies nerveuses jusqu’au
cortex cérébral.
L’imagerie fonctionnelle du cerveau permet d’identifier et
d’observer des aires spécialisées dans la reconnaissance des couleurs,
des formes ou du mouvement.
La reconnaissance d’un mot écrit nécessite la collaboration entre
aires visuelles, mémoire et des structures liées au langage.
Capacités
Déterminer le rôle de l’organisation anatomique des voies visuelles dans la
perception d’une image
Expliquer à partir de résultats d’exploration fonctionnelle du cerveau (ou
d’étude de cas cliniques) la notion de spécialisation fonctionnelle des aires
visuelles
Etablir des relations entre coopération des aires cérébrales, plasticité des
connexions et activité de lecture
Attitudes
Faire preuve d’autonomie
Manifester sens de l’observation et
curiosité
Comprendre le lien entre Sciences et
Techniques